CN206707943U - 一种风力机叶片除冰系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风力机叶片除冰系统，包括轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器、转矩转速传感器和风力机控制器，所述轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器、转矩转速传感器均与风力机控制器通信连接，所述轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器和转矩转速传感器采集到的相关数据信息传输至所述风力机控制器，所述风力机控制器根据采集到的相关数据信息判断风力机叶片是否结冰并对风力机叶片进行除冰操作，所述风力机控制器通过控制风力机叶轮的加速和减速使风力机叶片发生振动、或者通过交替控制风力机的停机和开机使风力机叶片发生振动进行除冰操作，该系统具有操作简便，运行可靠，显著降低功率损失，提高风能利用效率等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力机叶片除冰系统，尤其涉及一种在南方寒冷季节降水引起风力机叶片结冰的除冰系统，该系统具有操作简便，运行可靠，显著降低功率损失，提高风能利用效率等特点。
背景技术
目前风力机叶片常用的除冰方法有：(1)电加热法，其原理是在将电加热元件嵌入叶片内部或粘贴在叶片外部，当叶片有结冰发生时，电加热元件使叶片表面温度升高，使积冰层和风力机叶片表面形成一层水膜，这样在风力机运转时，叶片就可以通过旋转的离心力将积冰抛出；(2)热空气法，在风力机中安装暖风机，将暖空气送入或吹向叶片，达到加热叶片的效果，使叶片表面形成水膜降低积冰的粘附力；(3)微波法，通过在风力机叶片内部设置微波加热器，利用微波加热的方法去除叶片表面覆冰；(4)电磁感应震动法，是通过快速周期性电磁诱导震动脉冲使金属保护层收缩达到裂冰效果；(5)机械震颤法，是通过一定技术手段使得叶片产生震颤使得集结在叶片表面上的积冰产生松弛，从而达到除冰的目的。现有技术中的以上各方法均存在除冰效率低，操作危险系数高，能耗高，叶片系统复杂化，维护困难，成本高等缺点。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺点和不足，本实用新型旨在提供一种简便高效的除冰系统，以解决我国南方地区寒冷季节，由于风力机叶片结冰引起气动性能下降的问题，从而减少风力机输出功率的损失，提高风能利用效率。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术解决方案为：
一种风力机叶片除冰系统，包括轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器、转矩转速传感器和风力机控制器，其特征在于，所述轴向推力传感器设置在风力机叶片的叶根部位，所述温度传感器和湿度传感器设置在风力机机舱尾部，所述转矩转速传感器设置在风力机旋转轴上，所述轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器、转矩转速传感器均与风力机控制器通信连接，所述轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器和转矩转速传感器采集到的相关数据信息传输至所述风力机控制器，所述风力机控制器根据采集到的相关数据信息判断风力机叶片是否结冰并使风力机叶片发生振动进行除冰操作。
优选地，所述风力机控制器通过控制风力机叶轮的加速和减速使风力机叶片发生振动进行除冰操作。
优选地，所述风力机控制器通过交替控制风力机的停机和开机使风力机叶片发生振动进行除冰操作。
优选地，风力机的停机和开机时间具有一定间隔，以使风力机叶片产生振动。
优选地，风力机停机和开机的时间间隔为五分钟。
优选地，设置在风力机机舱尾部的所述温度传感器和湿度传感器用以测试环境温度和湿度，为所述风力机控制器判断风力机叶片表面是否达到结冰条件提供依据。
优选地，所述转矩转速传感器采集风力机的实时输出功率，所述风力机控制器根据风力机的实时输出功率与相同工况下的设计输出功率进行对比，在排除非结冰因素的前提下，当风力机的实时功率下降到预设值，且所述轴向推力传感器测得的数据小于相同工况下的设计推力时，开始执行除冰操作。
优选地，当风力机的实时功率下降到设计功率的80％，且所述轴向推力传感器测得的数据小于相同工况下的设计推力时，开始执行除冰操作。
优选地，所述风力机叶片除冰系统还包括设置在风力机叶片的叶尖部位的振频传感器，在进行除冰操作时，若振频传感器采集到的风力机叶片的振动频率在共振范围内时，则停止除冰操作。
优选地，若振频传感器采集到的风力机叶片的振动频率在共振频率上下20％以内的范围，则停止除冰操作。
同现有技术相比，本实用新型的风力机叶片除冰系统具有操作简便，运行可靠，成本低廉，除冰效率高等显著技术效果，在有效除冰的同时，还能显著降低功率损失，提高风能利用效率。
附图说明
图1是本实用新型的风力机叶片除冰系统示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
如图1所示、本实用新型的风力机叶片除冰系统，包括设置在风力机叶片1的叶尖部位的振频传感器2、设置在风力机叶片1的叶根部位的轴向推力传感器3、设置在风力机机舱尾部的温度传感器4和湿度传感器5、设置在风力机旋转轴上的转矩转速传感器6以及风力机控制器7，其中，振频传感器2设置在风力机叶片1的叶尖部位，轴向推力传感器3设置在风力机叶片1的叶根部位，温度传感器4和湿度传感器5设置在风力机机舱尾部，转矩转速传感器6设置在风力机旋转轴上，并且振频传感器2、轴向推力传感器3、温度传感器4、湿度传感器5、转矩转速传感器6均与风力机控制器7通信连接，风力机控制器7可以控制风力机叶轮的加速、减速、停机和开机。
在南方寒冷季节，环境温度为-3～3℃的降雨气候条件下，通过设置在风力机机舱尾部的温度传感器4和湿度传感器5测试环境温度和湿度，为判断风力机叶片1表面是否达到结冰条件提供依据。再通过设置在风力机旋转轴上的转矩转速传感器6测试获得风力机实时输出功率，数据实时显示在风力机控制器7上，观察风力机控制器7上风力机实时输出功率的变化，与相同工况下的设计功率进行对比，若功率明显下降，在排除其它非叶片结冰原因的前提下，当实时输出功率下降到设计功率的80％，同时轴向推力传感器3显示的数据小于机组设计的最大推力时，开始执行停机和开机操作或者执行风力机的加速和减速操作，停机和开机时间间隔5分钟，以使风力机叶片1产生振动，积冰松弛，并在离心力的作用下剥离，直到风力机叶片1表面的覆冰去除，风力机输出功率恢复。另外，在操作过程中，还应密切观察振频传感器2测得的风力机叶片的振动频率，确保叶片振动频率远离共振频率20％以外的范围，如果风力机叶片振动频率在共振范围内，风力机叶片振动频率在共振频率20％以内的范围，则应停止除冰操作。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。
Claims (1)
1.一种风力机叶片除冰系统，包括轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器、转矩转速传感器和风力机控制器，其特征在于，所述轴向推力传感器设置在风力机叶片的叶根部位，所述温度传感器和湿度传感器设置在风力机机舱尾部，所述转矩转速传感器设置在风力机旋转轴上，所述轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器、转矩转速传感器均与风力机控制器通信连接，所述轴向推力传感器、温度传感器、湿度传感器和转矩转速传感器采集到的相关数据信息传输至所述风力机控制器，所述风力机控制器根据采集到的相关数据信息判断风力机叶片是否结冰并使风力机叶片发生振动进行除冰操作。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113218039A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种空调室外风机启动控制方法、控制装置以及空调器 |
| CN115111125A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-09-27 | 北京鉴衡认证中心有限公司 | 风电机组覆冰后的控制方法、装置、风电机组及存储介质 |
| CN117871835A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-12 | 武汉理工大学 | 智能混凝土、智能混凝土的自感知方法、设备及存储介质 |
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